Лаб.раб.№19

Лабораторная работа № 19 А «Измерение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли»

Введение

Известно, что вокруг движущихся заряженных частиц (электрического тока) существует магнитное поле. Магнитное поле характеризуется векторной физической величиной - век­тором магнитной индукции В. Единица измерения магнитной индукции - тесла (Тл). Магнитное поле обнаруживается по его действию на движущуюся частицу, заряженную частицу (электрический ток).

Сила, действующая на движущуюся заряженную частицу, получила название силы Ло­ренца. Сила, действующая на проводник с током, получила название силы Ампера. Известно, что вокруг Земли существует магнитное поле. Цель данной работы - произве­сти измерение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

1. Вопросы допуска к лабораторной работе (теоретическая часть)

1. Что такое магнитное поле? Каковы его основные свойства?

2. Что характеризует индукция магнитного поля?

• определение величины;

• связь данной величины с другими;

• единица измерения величины.

3. В чем заключается принцип суперпозиции магнитных полей?

4. В некоторой точке пространства горизонтальная составляющая индукции магнитного поля В_х равна 40 мкТл, вертикальная составляющая В_y равна 30 мкТл. Определите модуль индукции магнитного поля в данной точке. Какой угол составляет направление вектора магнитной индукции с осью ОХ?

5. Запишите формулу для расчета индукции магнитного поля, создаваемого витком с то­ ком, в центре этого витка.

6. Круговой виток, имеющий площадь поперечного сечения S содержит N витков. При силе тока I модуль вектора магнитной индукции в центре витка равен В. Определите ве­ личину, обозначенную *.

№ варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	и	12
S, см^2	2000	2400	1800	*	2200	1900	1600	*	1400	1800	2000	*
N, витков	80	100	*	150	120	60	*	70	120	80	*	140
I, мА	200	*	150	40	350	*	250	450	250	*	300	700
В, мкТл	*	45	60	72	*	34	84	64	*	30	22	90

2. Вопросы допуска к лабораторной работе (практическая часть)

1. Опишите экспериментальную установку, используемую в данной работе.

2. Каков принцип действия тангенс - гальванометра, используемого в данной работе для определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли?

2.3» Запишите расчетную формулу, применяемую для определения величины горизон­тальной составляющей магнитного поля Земли.

2.4. С какой целью в лабораторной установке используется двойной переключатель?

3. Вопросы к защите лабораторной работы

3.1. Каково происхождение магнитного поля Земли? Чему равно значение индукции магнитного поля Земли?

Сравните магнитное поле Земли с магнитными полями других Солнечной системы.

2. Сформулируйте закон Био - Савара - Лапласа.

3. Выведите формулу для расчета магнитной индукции в центре кругового витка с то­ ком, используя закон Био - Савара - Лапласа.

3.4. Выведите формулу для расчета горизонтальной составляющей магнитного поля Зем­ ли с помощью тех величин, значения которых были измерены Вами при выполнении дан­ ной работы.

5. Выведите формулу для расчета относительной погрешности измерения горизонталь­ ной составляющей магнитного поля Земли.

6. Как рассчитывается сила Лоренца, действующая на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле?

7. Как рассчитывается сила Ампера, действующая на проводник с током в магнитном поле? Как находится направление этой силы?

8. Проводник длиной L. и массой т подвешен на нитях так, что он располагается гори­ зонтально. Если создать однородное горизонтально направленное магнитное поле с ин­ дукцией В, то при некоторой силе тока I в проводнике сила натяжения нитей будет равна нулю. Определите величину, обозначенную *.

№ варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	И	12
L, см	*	12	8,0	4,0	*	6,0	12	14	*	7,0	5,0	9,0
M, г	0,30	*	0,50	0,25	0,40	*	0,90	1,2	0,80	*	0,30	0,60
В, мТл	55	25	*	30	40	50	*	45	65	55	*	25
I,А	0,90	1,5	1,8	*	2,0	2,5	1,4	*	0,80	1,4	1,5	*

4. Литература

Руководство к лабораторным работам по физике (Электромагнетизм) / В.А. Федорук, П.Е. Дерябин, А.Б. Разборов, В.С. Блинов. - Омск: Изд - во СибАДИ, 2006. С. 49-52. Лабораторная работа № 19 А «Измерение горизонтальной составляющей маг­нитного поля Земли».